estructura atom ica ym olecular - Departamento de Química ...

Este principio implica que existe un límite a la precisión con la cual se puedendeterminar simultáneamente la posición y el momento de una partícula. En otraspalabras: contrariamente a lo que sucede al considerar la mecánica clásica, la trayectoriade una partícula no puede definirse exactamente en mecánica cuántica. Una consecuenciade ello es que en un sistema de varias partículas idénticas (por ejemplo, los electrones enun átomo) cuya posición evoluciona con el tiempo, no es posible distinguir cuál es cadauno de los electrones.Existen dos formulaciones matemáticas distintas pero equivalentes de laMecánica Cuántica, la ondulatoria, propuesta por Schrödinger y la matricial, propuestapor Heisenberg, ambas en 1926. En la formulación de Schrödinger (la más utilizada enQuímica) la ecuación fundamental para estudiar una partícula de masa m que se mueveen una dirección con energía potencial V(x) es la ecuación de ondas:2 2h ∂ ψ−2 2+ V ( x) ψ = Eψ(3)8π m ∂xEsta ecuación, una vez resuelta, permite encontrar los valores permitidos de la energía E,llamados niveles de energía y la función ψ(x), llamada función de onda.Una confirmación experimental de la teoría cuántica está dada por el hecho deque el cambio energético asociado con la transición entre dos niveles de energía debe serigual a ∆E = hν, donde ν es la frecuencia de la luz absorbida o emitida en la transición,que puede ser medida experimentalmente.Átomos hidrogenoidesSe denomina átomo hidrogenoide a cualquier átomo o ion con un solo electrón.La ecuación de Schrödinger es resoluble en forma exacta para este sistema,obteniéndose la siguiente expresión para la energía del sistema:2 2Z eE = −(4)22ao(4πε0)ndonde Z es la carga del núcleo (en unidades de un electrón), e es la carga del electrón(1,6022 × 10 -19 Coulomb), ε 0 es la permitividad eléctrica en el vacío (ε 0 = 8,854 × 10 -12Coulomb 2 Joule -1 m -1 ) y a 0 es una constante denominada radio de Bohr (a 0 = 0,529177 ×10 -10 m). El número n es un número natural, cuyos valores posibles son: 1, 2, 3, …, queindica el nivel de energía del sistema.Las posibles funciones de onda para un átomo hidrogenoide se conocen comoorbitales atómicos. Cada orbital atómico es una función de las coordenadas del electrón,x, y, z. Los orbitales atómicos se caracterizan por tres números cuánticos, que surgen dela resolución matemática de la ecuación de Schrödinger:1) El número cuántico principal, n, especifica la energía asociada a un dadoorbital según la ecuación (4) y define una capa (conjunto de orbitales con la mismaenergía).2